Сергей Белимов родился в Ленинграде в 1950 году.
Учился в Ленинградской (Санкт-Петербургской) консерватории (1969—1975, проф. О. А. Евлахов и В. П. Чистяков), здесь же прошёл ассистентуру у проф. Б. А. Арапова (1979—1981); позже, в 1995-м, изучал историю искусства в Сорбонне (Париж).
В 1977-м стал членом Союза композиторов, с 1989 года до отъезда за границу был секретарем правления Санкт-Петербургского Союза композиторов.
Преподавал композицию в Хоровом училище при Ленинградской академической капелле (1972—1981) и в Музыкальном училище Санкт-Петербургской консерватории (1981—1992).
Жил во Франции с 1993 года. Преподавал композицию в консерваториях Баньоле и Сент-Уэн.
Основная линия творчества Белимова — поиски синтеза западного и восточного мышления в музыке. Вектор этих поисков: от структуры формы — к структуре звука, от содержания целого опуса — к внутренней содержательности одного отдельно живущего звука.
Другое направление композиторских опытов — техника так называемого суперлада, внутренне присущего лишь определённому конкретному произведению. Сочинения, написанные (или, по словам композитора, «выращенные») в этой технике, — Третья симфония (1990), «Песня утреннего пробуждения» (1990), «Сад расходящихся тропок» (1991). Развивающая эту же технику микротоновая композиция «За зеркалом тишины» (1992) впервые была исполнена на международном фестивале микротоновой музыки «In tune II» в Англии в марте 1993 года.
Однако при любых изменениях техники важнейшей константой композиторского облика Сергея Белимова остается его позиция культурного универсализма. Погружаясь ли в музыку неевропейских культур, обращаясь ли к европейской древности, исследуя ли возможности электронной работы со звуком или находя неожиданные звучания в хорошо известных инструментах, — композитор стремится прикоснуться к фундаментальным истокам человеческой музыкальности и, шире, человеческого переживания звука. Музыка, основанная на таком стремлении, с неизбежностью оказывается для слушателя неопровержимым свидетелем — свидетелем культурного и духовного единства мира.
Кордепиано — музыкальный инструмент, изобретенный Сергеем Белимовым в 1996 году и запатентованный во Франции и в России.
В основе его звучания — взаимодействие специальных резонаторов со струнами. В самом общем виде это могут быть струны любых существующих инструментов — арфы, виолончели, или, например, арабского ребаба или китайского эрху.
Современное фортепиано (рояль с его горизонтальным расположением струн, но не пианино) является наиболее перспективной изначальной моделью, поскольку, для организации движения резонаторов вдоль струн может быть использован существующий механизм клавишно-струнного взаимодействия. Звук, который воспроизводится, является суммой двух одновременных звучаний: струны, с одной стороны, и резонатора, с другой. Тембровые и агогические характеристики звука зависят от скорости перемещения, направления, силы прижатия, наличия или отсутствия дополнительной вибрации элемента воздействия с его фрикционной и резонирующей частями и струны музыкального инструмента. Техника кордепиано позволяет «длить» звук, сознательно управлять всеми возможными его характеристиками: атакой, затуханием, внутренней динамикой и характером вибрации, изменять тембровые характеристики получаемых звуков, использовать микроинтервалику, играть многозвучиями.
Несмотря на то, что современные компьютерные технологии могут быть использованы для осуществления электронно-сенсорного контактного или безконтактного типов связи между клавишей и элементом воздействия на струну, кордепиано не является электронным музыкальным инструментом. Это первый в мире акустический музыкальный инструмент, позволяющий композитору работать со звуком на уровне его микроструктур.
Исторически предшественником кордепиано можно считать «подготовленное фортепиано» Джона Кейджа, в котором «фортепианное звучание совмещается с перкуссионным». Звук «подготовленного фортепиано» остаётся, таким образом, дискретным, а новорождённый тембр остаётся неизменным в процессе исполнения сочинения, в то время как техника кордепиано наделяет звук континуальными возможностями и позволяет «на ходу» его трансформировать.
1974 «Четыре времени сердца». Оратория для солистов (сопрано, баритон), чтеца, смешанного хора и Большого Симфонического Оркестра. Стихи П. Неруды.
1981 «Canticles amores». Кантата для солистов (2 сопрано, баритон), смешанного хора и симфонического оркестра. Тексты из «Песни песней», лирики Древнего Египта, поэзии Сафо и М. Цветаевой.
1981 Первая симфония. Для Большого Симфонического оркестра.
1983 «От звезд до звезд». Композиция для двух камерных оркестров.
1986 Вторая симфония. Для Большого Симфонического оркестра.
1986 «Легенда о Красном коне». Сюита из музыки к спектаклю «Жеребёнок».
1990 Третья симфония. Для Большого Симфонического оркестра.
2007 «Во времени — вне времени». Композиция для симфонического оркестра памяти Андрея Петрова.
2008 «Сонни. Флейта. Лабиринт». Музыкальная сказка для чтеца и симфонического оркестра. Текст автора.
1987 «О воде Живой и Мертвой». Концерт для гобоя и струнного оркестра.
1991 «Сад расходящихся тропок». Концерт для флейты и камерного оркестра.
2000 Концерт для виолончели и струнного оркестра.
2003 «Погребальная песнь памяти моей матери Евгении Лухиной». Концерт для саксофонов и камерного оркестра.
2010 Концерт № 2 для саксофона сопранино и симфонического оркестра.
1969 Соната для скрипки и фортепиано.
1968 «Контрасты». Цикл пьес для фортепиано.
1971 Вариации для фортепиано.
1978 Соната для скрипки соло.
1982 «Sonata una corda». Для нетемперированного фортепиано.
1982 Квартет № 1.
1985 Квартет № 2.
1988 Пьеса для тубы и фортепиано.
1990 «Песнь утреннего пробуждения». Для гобоя и фортепиано.
1991 «Песнь утреннего пробуждения». Версия для флейты и фортепиано.
1992 «F?r Elyse». Для фортепиано.
1992 «За зеркалом тишины». Для нетемперированного фортепиано и 4-х китайских металлических шариков.
1993 «Сквозь паутину звезд», для флейты и кордепиано.
1995 «К иному источнику потока». Для сопрано, флейты и магнитофонной ленты. Текст автора.
1996 «Невыразимые ветры между светом и тенью». Для виолончели и аккордеона.
1996 «В тени блуждающих голосов». Для саксофона-баритона и кордепиано.
1996 «Мимолетные колокола под крыльями вечности». Для 2-х кордепиано.
1996 «Отзвуки дня в сумерках времен». Для кордепиано.
1997 «С обратной стороны круга». Этюды для кордепиано памяти Джасинто Челси.
2003 «Multicordes». Для 31 кордепиано.
2004 «Гексаграммы». Для камерного ансамбля.
2005 «Фёдор Достоевский. Всякая муха — тайна». Концерт для чтеца, квинтета духовых и электроники.
2007 «Трион». Для саксофона-альта, альта и фортепиано.
1975 «Диптих». Для сопрано, двух флейт и гитары. Стихи Ф. Г. Лорки. Русский текст П. Грушко.
1976 «Плач по Сантьяго». Пять песен для меццо-сопрано, флейты и гитары. Стихи П. Вильясанте. Русский текст К. Унксовой.
1979 «Ожидание». Переложение для сопрано и фортепиано. Стихи Ф. Г. Лорки.
1979 «Прощание». Вокальный цикл для баритона и фортепиано. Стихи Ф. Г. Лорки. Русский текст — А. Гелескула.
1995 «К иному источнику потока». Для сопрано, флейты и магнитофонной ленты. Текст автора.
1997 «И свет непреходящий за опрокинутыми небесами». Для сопрано, баритона и 2-х кордепиано.
Текст: слова-фонемы на индоевропейском, немецком, английском, древнеанглийском, армянском, авестийском, болгарском, кельтском, китайском, финском, греческом, готском, иврите, хеттском, древнеиндийском, средне- верхненемецком, древнеирландском, исландском, японском, латинском (французском, итальянском, испанском), латышском, литовском, норвежском, осетинском, персидском, древнеперсидском, польском, прусском, русском, сербо-хорватском, шведском, чешском, тохском, украинском и валлонском языках — С. Белимов.
2001 «Услади убо наша скорби». Для баса и кордепиано. Текст на церковнославянском из Акафиста. Кондак 9.
2010 Ария Ирины из оперы «Русская Красавица» по роману Виктора Ерофеева. Для сопрано и камерного ансамбля.
2010 Сцена «Куда бежать?» из оперы «Русская Красавица» по роману Виктора Ерофеева. Для сопрано и камерного ансамбля.
1978 «Тихая моя родина». Для мужского хора. Стихи Н. Рубцова.
1992 «Дождь голосов за забвеньем». Для смешанного хора. Тексты на иврите, латыни, французском, немецком и русском — Э. Меркс и С. Белимова.
1998 «За пеленою голосов». Для хора, флейты, 5-ти саксофонов и ударных. Текст автора.
1985 «И солнце в ночи». Для флейты и магнитофонной ленты.
1989 «И солнце в ночи». Версия для зала пространственной музыки.
1995 «К иному источнику потока». Для сопрано, флейты и магнитофонной ленты. Текст автора.
2001 «Видения Данте. Ад». Для саксофона и магнитофонной ленты.
2005 «Видения Данте. Чистилище». Для виолончели и магнитофонной ленты.
2006 «Видения Данте. Рай». Для флейты и магнитофонной ленты.
1986 «Да будет день». Лен. телевидение, реж. М. Михеев.
1986 «На берегу». Лен. телевидение, реж. М. Михеев.
1989 «Сотри случайные черты» Леннаучфильм, реж. Н. Хотулева.
1990 «Человек после человека. Мать Мирра». Леннаучфильм. реж. Н. Хотулева.
1990 «В поисках истины. Шри Ауробиндо». Леннаучфильм, реж. Н. Хотулева.
1991 «Обратный адрес — Удачный». Леннаучфильм. Реж. Н. Хотулева.
1991 «Графиня». Студия «Логос», Москва, реж. Д. Шинкаренко.
1993 «Боже, освяти нас Лицем Твоим». Студия документальных фильмов. Санкт-Петербург, реж. В. Дьяконов.